Document Type : Research Paper
Authors
1 PhD Candidate, Department of Sedimentary and Petroleum Basins, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Sedimentary and Petroleum Basins, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Department of Earth Surface Geology, NIOC Exploration Directorate, Tehran, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
مقدمه
رسوبات کرتاسه در حوضۀ رسوبی زاگرس و پلاتفرم عربی، بهدلیل وجود مخازن نفتی عظیم، همواره موردتوجه ویژهای بوده است. خاورمیانه بهدلیل دربرداشتن مخازن عظیم نفت و گاز، از دیرباز کانون توجه زمینشناسان نفتی بوده است. سنگهای کربناته، بیشترین گسترش جغرافیایی مخازن کرتاسه را در خاورمیانه و ایران دارد. بخش بزرگی از این منابع هیدروکربنی در گروه بنگستان، ازجمله سازندهای سروک و ایلام در زاگرس و پلاتفرم عربی جای گرفته است. اغلب توالیهای مهم سازند ایلام و معادلهای آن، کربناتهای نریتیک است. سازند ایلام و معادلهای آن، حاوی مخازن مهمی در جنوب و جنوب غرب ایران (فروافتادگی دزفول) و خاورمیانه است (Mehrabi et al. 2013).
بهمنظور اکتشاف مخازن جدید و دستیابی به حداکثر برداشت ذخایر هیدروکربونی از مخازن نفت و گاز، به شناخت، تعبیر و تفسیر محیط و مدلهای رسوبی نیاز است؛ به عبارت دیگر، نحوۀ توزیع خصوصیات مخزنی، به توزیع رخسارهها در محیط رسوبگذاری وابسته است (Lucia 2007 & Flugel 2010). در این مطالعه، چینهنگاری سکانسی، تغییرات هتروژنیتی و کیفیت مخزنی سازند ایلام، در بخش جنوبی فروافتادگی دزفول شمالی در میدان سوسنگرد بررسی شده است. بهطورکلی، میدان موردمطالعه در بخش جنوبی فروافتادگی دزفول شمالی و در مرز ساختاری بین کمربند چینخوردۀ سادۀ زاگرس با ساختارهای با امتداد شمال غربی- جنوب شرقی و صفحۀ عربی، شامل ساختارهای زیرسطحی با امتداد شمالی– جنوبی در دشت آبادان قرار دارد. میدان سوسنگرد در فاصلۀ 45 کیلومتری غرب اهواز و در مجاورت میادین جفیر، آب تیمور و بند کرخه قرار دارد (شکل ۱- A). تاقدیس سوسنگرد، بدون هیچگونه رخنمونی در سطح زمین، براساس عملیات لرزهنگاری شناسایی شد و روند عمومی ساختمانهای زاگرس را در جهت شمال غرب-جنوب شرق و در امتداد ساختمانهای منصوری و آب تیمور دارد (شکل 1- B). سازند ایلام در میدان سوسنگرد، ضخامت تقریبی 145متر و لیتولوژی غالب کربنات و گاه کربنات رسی و شیل دارد. مرز بالایی سازند ایلام با سازند گورپی و همچنین مرز پایینی آن با سازند لافان تدریجی است.
در منطقۀ موردمطالعه، باتوجهبه نمودارهای پتروفیزیکی، خصوصیات مخزنی (تخلخل، تراوایی و اشباع آب)، سازند ایلام بهصورت جانبی و عمقی تغییر میکند و دنبالکردنی نیست. کیفیت مخزنی کربناتها به فرایندهای اولیۀ رسوبگذاری، فرایندهای ثانویۀ دیاژنتیکی و چرخههای رسوبی وابسته است و رخسارههای رسوبی همراه با توزیع فرایندهای دیاژنزی و شکستگیها، سه عامل مهمی است که ویژگیهای مخزنی کربناتها را کنترل میکند (Lucia 2007; Ahr 2008; Moor & Wade 2013). بررسی عوامل مؤثر در تغییرات خصوصیات مخزنی سازند ایلام، برای توسعه و اکتشاف مخازن جدید بسیار ضروری است. همچنین در این مطالعه، چگونگی تغییرات کیفیت مخزنی و هتروژنیتی سازند ایلام در میدان سوسنگرد بررسی شد که میتواند راهگشا و راهنمایی برای تعیین موقعیت حفر چاههای جدید باشد.
در گذشته مطالعات بسیاری دربارۀ چینهنگاری سکانسی، محیط رسوبی و فرایندهای دیاژنتیکی سازند ایلام، در بخش جنوبی فروافتادگی دزفول شمالی صورت گرفنه است (Adabi & Asadi Mehmandosti 2008؛Hassani Giv & Abarghani 2009 ؛Soleimani 2011 ؛Mehrabi et al. 2013 ؛ Khanjani 2015؛ Omidi 2021؛ Khodaei 2021). مطالعات قبلی، سازند ایلام را بهصورت یک واحد هتروژنز، متشکل از کربناتههای کمعمق، جلبک و رودیست پوشیدهشده با مارل و شیل معرفی میکند. همچنین تحقیقات گذشته نمایانگر تهنشست سازند ایلام، در پلاتفرمهای کربناتۀ رمپی کمشیب است که مشتمل بر سه کمربند رمپ داخلی، میانی و بیرونی است و در اکثر مطالعات رخسارههای پهنه کشندی گزارش نشده است.
A |
B |
شکل1- (A) تقسیمات زمینشناسی زاگرس بههمراه موقعیت میدان نفتی سوسنگرد، آب تیمور و منصوری (Sherkati and Letouzey 2004) و (B) موقعیت چاههای موردمطالعۀ سوسنگرد و موقعیت میدان سوسنگرد نسبتبه میادین آبتیمور و منصوری.
Fig 1- (A) Geological divisions of Zagros along with the location of Susangard, Ab Teymour and Mansouri oilfields (Sherkati and Letouzey 2004) and (B) The location of the studied wells of Susangard oilfield and the location of Abtimour and Mansouri oilfields.
روش کار و شیوۀ انجام مطالعه
میدان موردمطالعه از روند چینخوردگی زاگرس تبعیت کرده و چاهها از سمت شمالغرب به جنوب شرق میدان بهترتیب با حروف A، B و C نامگذاری شده است. ضخامت سازند ایلام در چاه A، 140متر، در چاه B، 150متر و در چاه C، 141متر است. در این پژوهش، 84 مقطع نازک خردهحفاری چاه A، 70 مقطع نازک خردهحفاری چاه B و 96 مقطع نازک تهیهشده از مغزه (از عمق 3356 تا3438) و خردههای حفاری چاه C بررسی شده است. درصد دانهها، نوع دانهها و زمینه در این مقاطع بررسی و براساس ردهبندی دانهام (Dunham 1962) برای سنگهای کربناتی، نامگذاری شد. در این مطالعه، توزیع جانبی رخسارههای رسوبی با استفاده از مدلهای استاندارد رخسارهای Flugel در سال 2010 و مدل رسوبی رمپ کربناته Burchette و Wright در سال 1992 برای چاههای موردمطالعۀ سازند ایلام بازسازی شده است. از سویی دیگر، توزیع عمودی و برهم انبارش قائم رخسارهها با نوسانات سطح آب دریا کنترل میشود و منعکسکنندۀ چارچوب چینهنگاری سکانسی است (Schlager 2005; Roger 2006). بهمنظور بررسی توزیع عمودی ریزرخسارهها، مطالعۀ چینهنگاری سکانسی سازند ایلام با استفاده از بررسی مقاطع نازک، نمودارهای پتروفیزیکی گاما و نوترون صورت گرفته است. در مطالعۀ حاضر، از مدل چینهنگاری سکانسی رسوبی IV (Catuneanu 2006)، برای بررسی سکانسها استفاده شده است. چارچوب چینهنگاری سکانسی، میتواند انطباق مقبولی را بین مشخصههای دستههای رخسارهای (اجزای یک سکانس) و ویژگیهای مخزنی ارائه دهد و ارزیابی مخزن را تسهیل کند (Morad et al. 2012).
بحث و تحلیل یافتههای پژوهش
در این بخش ابتدا به مطالعات پتروگرافی، مدل رسوبی و چینهنگاری سکانسی پرداخته شده و در انتها، نتایج حاصل از آنها با تغییرات کیفیت مخزنی بحث و بررسی شده است.
مطالعات پتروگرافی
توالی موردمطالعه، حاوی کربناتهای کمعمق تا آبهای نسبتاً عمیق، شامل دانههای اسکلتی (غالباً روزنداران پلانکتونیک، بنتیک، خارپوستان و جلبک سبز (داسی کلاداسه-آ)) و دانههای غیراسکلتی (اائید، اینتراکلاست و پلوئید) است. در توالی موردمطالعه، یک پتروفاسیس و 15 ریزرخساره شناسایی شد، در ادامه بهترتیب از محیط رسوبی حوضه بهسمت پهنۀ جزرومدی شرح داده میشود (جدول1).
جدول1- ریزرخساره و پتروفاسیسهای موجود در سازند ایلام در چاههای موردمطالعه
Table 1- Microfacies and petrofacies of Ilam Formation in the studied wells
کد |
عنوان ریزرخساره و پتروفاسیس |
دانهها (آلوکمها) |
سطح انرژی |
محیط شناسایی شده |
چاه |
|
غیر اسکلتی |
اسکلتی |
|||||
1 |
وکستون حاوی روزنداران پلانکتون |
ـ |
روزنداران پلانکنونیک مانند: هدبرگلا و هتروهلیکس |
بسیار کم |
حوضه تا رمپ بیرونی |
A, B, C |
2 |
وکستون حاوی روتالیا و الیگوستژین |
- |
روزنداران روتالیا بههمراه الیگوستژین و خردههای خارپوست |
کم |
رمپ بیرونی تا میانی |
A, B, C |
3 |
مادستون |
- |
روتالیاهای کوچک، خردههای خارپوست و هتروهلیکس و بهندرت حاوی فسیلهایی از روزنداران بنتیک |
کم |
رمپ بیرونی تا میانی |
A |
4 |
وکستون حاوی خرده خارپوست |
- |
خردههای خارپوست، روزنداران روتالیا و الیگوستژین و بهمیزان کمتر جلبک سبز و خرده رودیست |
متوسط |
رمپ میانی |
A,B |
5 |
پکستون تا وکستون حاوی روزن داران بنتیک با پوسته هیالین |
- |
روزندارن بنتیک با پوستۀ هیالین |
متوسط |
رمپ میانی |
B |
6 |
وکستون حاوی جلبک سبز و الیگوستژین |
پلت |
جلبک سبز ، روتالیا و الیگوستژین |
متوسط |
رمپ میانی تا داخلی |
A, B, C |
7 |
وکستون حاوی خارپوست و میلولید |
پلت |
قطعات خارپوستان، روتالیا، دوکفهای، میلیولید، الیگوستژین و بریوزوا |
نسبتاً بالا |
رمپ میانی تا داخلی |
A |
کد |
عنوان ریزرخساره و پتروفاسیس |
دانهها (آلوکمها) |
سطح انرژی |
محیط شناسایی شده |
چاه |
|
غیر اسکلتی |
اسکلتی |
|||||
8 |
اائید پلوئید گریستون |
پلوئید، اائید ،اینتراکلاست و کورتوئید |
حاوی خردههای خارپوست، جلبک سبز، خردههای رودیست، روتالیا و میلیولید |
بالا |
رمپ داخلی (پشتههای زیر آبی) |
A, B, C |
9 |
پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک و استراکود |
پلوئید و پلت |
خردههای جلبکهای سبز و رودیست، میلیولید، به میزان کم بریوزوا، شکمپا، تکستولاریا و استراکود |
بالا تا متوسط |
رمپ داخلی (لاگون) |
A,C |
10 |
وکستون حاوی روزنداران بنتیک و خردههای خارپوست |
- |
روزنداران بنتیک، خردههای خارپوست، روتالیا و بریوزوا |
متوسط |
رمپ داخلی (لاگون) |
B |
11 |
وکستون حاوی خردههای رودیست و روزنداران بنتیک |
پلت |
خردههای رودیست، روزنداران بنتیک و بهمیزان کم روتالیا |
متوسط |
رمپ داخلی (لاگون) |
B |
12 |
وکستون حاوی شکمپا |
- |
خردههای رودیست، جلبک سبز، شکمپا، روزنداران بنتیک، دوکفهایها، خردههای خارپوستان و روتالیاهای کوچک |
کم |
رمپ داخلی (لاگون) |
C |
13 |
وکستون تا پکستون حاوی جلبک سبز و روزنداران بنتیک |
پلت |
جلبک سبز، خردههای رودیست، روزنداران بنتیک، خردههای خارپوست، روتالیا |
متوسط |
رمپ داخلی (لاگون) |
C |
14 |
پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک |
پلت و پلوئید |
روزنداران بنتیک، خردهرودیست، خردهخارپوست، جلبک سبز و روتالیا |
متوسط تا بالا |
رمپ داخلی (پهنۀ جزرومدی) |
C |
15 |
انکوئید همراه با سیمان انیدریتی |
پلوئید |
آنکوئید و روزنداران بنتیک |
متوسط |
رمپ داخلی (پهنۀ جزرومدی) |
C |
- |
پتروفاسیس انیدریتی |
- |
- |
- |
رمپ داخلی (پهنۀ جزرومدی) |
C |
الف- ریزرخسارههای موجود در رمپ بیرونی
وکستون حاوی روزنداران پلانکتون (MF1)
مهمترین ویژگی این ریزرخساره، فراوانی روزنداران پلانکتونیک، مانند هتروهلیکس و هدبرگلا در یک زمینه گل پشتیبان است. اندازۀ آلوکمها در حد کلسی لوتایت است و فراوانی روزنداران پلانکتونیک در یک زمینه گل پشتیبان، عدم حضور فونای کفزی، عدم حضور بایوکلاستهای درشت، پیریتیشدن درون برخی از حجرات روزندارن پلانکتونیک و گلوکونیت نشاندهندۀ تهنشست این ریزرخساره در بخش عمیق همی پلاژیک و زیر سطح امواج طوفانی دریاست (شکل2- A) . این ریزرخساره، عمیقترین بخشحوضۀ رسوبی سازند ایلام در میدان موردمطالعه است و معادل ریزرخسارۀ RMF5 فلوگل(Pelagic mudstone) است و در مرز سازند ایلام و گورپی و سطح حداکثر سیلابی قرار دارد.
وکستون حاوی روتالیا و الیگوستژین (MF2)
از ویژگیهای این ریزرخساره میتوان به وجود فراوان الیگوستژین، روتالیا و فراوانی کمتر بیوکلاستها (شامل خردههای ریز خارپوست) اشاره کرد (شکل2-B ). اندازۀ ریز آلوکمها در حد کلسی لوتایت، وجود الیگوستژین بههمراه روتالیا و خردههای خارپوست
درزمینۀ گل پشتیبان همه نشانگر تهنشست این ریزرخساره در شرایط انرژی کم و زیر سطح امواج طوفانی دریاست. این ریزرخساره معادل ریزرخسارۀ RMF5 فلوگل (Pelagic mudstone) است و در رمپ بیرونی تا رمپ میانی تهنشست یافته است.
E |
B |
A |
D |
F |
C |
شکل2- (A) روزنداران پلانکتونیک در یک زمینه گل پشتیبان و پیریتیشدن درون برخی از حجرات روزندارن پلانکتونیک (MF1)، (B) وکستون حاوی روتالیا و الیگوستژین (MF2)، (C) مادستون دولومیتیشده (MF3)، (D) وکستون حاوی خردههای خارپوست، روتالیا و الیگوستژین (MF4)، (E) پکستون تا وکستون حاوی روزنداران بنتیک با پوستۀ هیالین (MF5)، (F) جلبک سبز در ریزرخسارۀ شماره 6 (MF6).
Fig 2- (A) Planktonic foraminifera in mud supported matrix and pyritization inside some planktonic foraminifera chambers (MF1), (B) Wackestone with rotalia and oligostegina (MF2), (C) Dolomitized mudstone (MF3), (D) Wackestone with echinoid debris, rotalia and oligostegina (MF4), (E) Packstone to wackestone includes bentic foramifera with hyaline shells (MF5), (F) Green algae in microfacies No. 6 (MF6).
مادستون (MF3)
این ریزرخساره از مادستونهایی تشکیل میشود که در آن روتالیاهای کوچک، خردههای ریز خارپوست، هتروهلیکس و بهندرت روزنداران بنتیک کوچک در بخش قاعدهای دیده میشود (شکل2-C ). بافت کاملاً گلی نشاندهندۀ تهنشست این ریزرخساره، زیر سطح امواج طوفانی دریا و در شرایط انرژی پایین حوضه و در رمپ بیرونی تا رمپ میانی است. این ریزرخساره در نزدیکی مرز سکانس، مرز سازندهای ایلام و لافان در چاههای A وB نهشته شده است. این ریزرخساره را میتوان معادل RMF2 فلوگل (Argillaceous burrowed mudstone/wackestone) در نظر گرفت. شدت دولومیتیشدن در این ریزرخساره بالا است که میتواند در اثر تأثیر سیالات عبوری از استیولیتها و رگچههای انحلالی ایجاد شده باشد.
ب- ریزرخسارههای موجود در رمپ میانی
وکستون حاوی خردهخارپوست (MF4)
خردههای خارپوست، روزنداران روتالیا و الیگوستژین و بهمیزان کمتر روزنداران میلولید، جلبک سبز و خردهرودیست اجزای اصلی این ریزرخساره است و در برخی مواقع پلت نیز در این ریزرخساره دیده میشود (شکل2-D ). اندازۀ آلوکمها در این ریزرخساره از کلسی لوتایت تا کلسی آرنایت است که باتوجهبه فراوانی خردههای بزرگ خارپوست، وجود روزنداران بنتیک در کنار پلانکتونیک و گل پشتیبان بودن این ریزرخساره، نشانگر تهنشست این ریزرخساره در شرایط انرژی بالاتر، نسبتبه ریزرخسارۀ قبلی و در شرایط انرژی متوسط در نظر گرفته شده است. این ریزرخساره معادل RMF7 فلوگل (Bioclastic packstone, abundant echinoderms) است و در رمپ میانی تهنشست یافته است.
پکستون تا وکستون حاوی روزنداران بنتیک با پوستۀ هیالین (MF5)
در این ریزرخساره، روزندارن بنتیک با پوستۀ هیالین، با درصد فراوانیِ بالا وجود دارد که تنها در چاه B مشاهده میشود (شکل2-E ). باتوجهبه هیالینیبودن پوستۀ این روزداران بنتیک و قرارگیری آن بین ریزرخسارههای رمپ داخلی (MF12) و رمپ بیرونی (MF2)، اندازۀ دانهها در حد کلسی لوتایت تا کلسی آرنایت و گاه دانه پیشتیبان بودن آنها، میتوان دریافت که تهنشست آن در شرایط متوسط انرژی و در رمپ میانی صورت گرفته است.
وکستون حاوی جلبک سبز و الیگوستژین (MF6)
جلبک سبز ، روتالیا و الیگوستژین اجزای اصلی این ریزرخسارهاند (شکل2-F ). در این ریزرخساره، تخلخلهای قالبی در جلبکهای سبز بهوفور یافت میشود. باتوجهبه همراهی الیگوستژین با جلبک سبز و محیط رسوبی ریزرخسارههای عمقهای بالایی و پایینی آن، محیط تهنشست آن، رمپ میانی تا رمپ داخلی با شرایط انرژی متوسط در نظر گرفته شده است. این ریزرخساره با RMF17 فلوگل (Bioclastic wackestone with dasyclads) قابلمقایسه است.
وکستون حاوی خارپوست و میلولید (MF7)
این ریزرخساره از قطعات بزرگ خارپوستان، روتالیا، میلولید، دوکفهای، الیگوستژین و بریوزوا در یک ماتریکس گلی تشکیل شده است (شکل3-A ). اندازۀ آلوکمها در این ریزرخساره، از کلسی لوتایت تا کلسی آرنایت است که وجود این تجمع فسیلی در این ریزرخساره و اندازۀ آلوکمها، نشانگر انرژی نسبتاً بالا در زمان تهنشست این ریزرخساره است و باتوجهبه تجمع فسیلی محیط تهنشست آن، رمپ میانی تا رمپ داخلی در نظر گرفته شد. این ریزرخساره، با RMF16 فلوگل (Mudstone/wackestone with miliolids) قابلمقایسه است.
ج- ریزرخسارههای موجود در رمپ داخلی
اائید پلوئید گرینستون (MF8)
فراوانی پلوئیدها از مهمترین مشخصههای این ریزرخساره است، اغلب جلبکهای سبز میکریتی شده است. جلبک سبز، خردههای رودیست، خارپوست، استراکود و بهمیزان کم روزنداران بنتیک تکستولاریا همراه با پلوئید، اینتراکلاست، کورتوئید و بهمیزان کم اائیدهای متحدالمرکز از اجزای تشکیلدهندۀ این ریزرخسارهاند (شکل3-B). وجود اائید، نبود گل، فابریکهای سیمانیشده و اندازۀ دانههای در حد آرنایت، نشاندهندۀ رسوبگذاری آن در شرایط انرژی بالا و در پشتههای زیرآبی است. این ریزرخساره، قابلمقایسه باRMF29 فلوگل(Ooid grainstone with concentric ooids) است. این ریزرخساره در بخش میانی سازند ایلام در چاهB نیز دیده میشود با این تفاوت که اجزای اصلی آن شامل میلولیدها، روتالیا و خارپوستان بههمراه اائیدهایی با هستۀ روتالیا و خارپوست است (شکل3-C).
پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک و استراکود (MF9)
خردههای جلبکهای سبز و رودیست، میلیولید، بهمیزان کم بریوزوا، شکمپا، تکستولاریا و استراکود از اجزای تشکیلدهندۀ این ریزرخسارهاند. تنوع بیوکلاستها مانند جلبکسبز، شکمپایان، بریوزوا و خردههای خارپوست بههمراه روزنداران بنتیک، مانند میلیولید و وجود بورینگ نشاندهندۀ رسوبگذاری در محیط کمعمق و لاگون است. بهدلیل دانه پشتیبان بودن این ریزرخساره، سطح انرژی آن متوسط تا بالا در نظر گرفته شد. گاه در این ریزرخساره، فسفات و گلوکونیت دیده میشود که میتواند میزان رسوبگذاری پایین در شرایط نیمهاحیایی باشد (شکل3-D ). این ریزرخساره، با RMF18 فلوگل (Bioclastic wackestone with ostracods) قابلمقایسه است. میزان موادآواری قارهای در این ریزرخساره، باتوجه به میزان پرتو گاما بالا است که میتواند در اثر مجاورت با ساحل و بخشهای کمژرفا رمپ داخلی (کم ژرفای لاگون ) باشد. مرز سکانس این ریزرخساره، در عمقی در نظر گرفته شده است که بالاترین میزان پرتو گاما و درنتیجه، بیشترین ورود مواد آواری وجود دارد.
وکستون حاوی روزنداران بنتیک و خردههای خارپوست (MF10)
از مهمترین اجزاء این ریزرخساره روزنداران بنتیک، خردههای خارپوست، روتالیا و الیگوستژین است (شکل3-E ). این ریزرخساره در بخش بالایی سازند ایلام، در چاه B دیده میشود و برخلاف چاههای مجاور، هیچگونه اائیدی در آن دیده نمیشود. اندازۀ دانهها از کلسی لوتایت تا کلسی آرنایت است. وجود روزنداران بنتیک در کنار روزنداران پلانکتونیک و جورشدگی ضعیف دانهها میتواند نشان از رسوبات کانالی باشد. باتوجهبه اینکه تنها مقاطع نازک خردههای حفاری برای مطالعۀ این ریزرخساره در دسترس است و دربارۀ درستی عمق نمونهها قطعیت وجود ندارد، نمیتوان دربارۀ محیط رسوبی این ریزرخساره نظر قطعی داد. محیط رسوبی این ریزرخسارهها با انطباق نمودارهای پتروفیزیکی، با چاههای مجاور و باتوجهبه وجود روزنداران بنتیک، رمپ داخلی و لاگون در نظر گرفته شده است.
وکستون حاوی خردههای رودیست و روزنداران بنتیک (MF11)
این ریزرخساره، در نزدیکی مرز پایینی سکانس میانی چاه B دیده میشود که بر روی اائیدهای ریزرخسارۀ 8 و در لاگون تهنشست مییابد. در این ریزرخساره، خردههای رودیست بههمراه میلیولید و بهمیزان کم روتالیا دیده میشود (شکل3-F). این ریزرخساره با RMF20 (Bioclastic wackestone and packstone with calcareous alge and bentic foraminifera ) فلوگل، قابلمقایسه است.
C |
F |
A |
E |
B |
D |
شکل3- (A) میلولید در ریزرخسارۀ شمارۀ 7 (MF7)، (B) اائید پلوئید گرینستون (MF8)، (C) اائیدهای دارای هستۀ روتالیا (MF8)، (D) پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک و استراکود فسفاتیشده (MF9)، (E) وکستون حاوی روزنداران بنتیک و خردههای خارپوست (MF10) و (F) خردههای رودیست در ریزرخسارۀ شمارۀ 11 (MF11).
Fig 3- (A) Meliolid in microfacies No.7 (MF7), (B) Ooid peloid grainstone (MF8), (C) Rotalia as ooid core (MF8), (D) Phosphated packstone to grainstone with bentic foraminifera and ostracod (MF9), (E) Wackestone with bentic foraminifera and echinoid debris (MF10) (F) Rudist debris in microfacies No.11 (MF11).
وکستون حاوی شکمپا (MF12)
این ریزرخساره تنها در چاه C دیده میشود. اندازۀ دانهها درحد کلسی لوتایت در یک زمینه گل پشتیبان است. حضور شکمپا در آن، نمایانگر رسوب در شرایط لاگونی است (شکل4-A). علاوهبر شکمپایان، اجزای اسکلتی دیگر، نظیر خردههای رودیست، جلبک سبز، روزنداران بنتیک، دوکفهایها، خردههای خارپوستان و روتالیاهای کوچک در این ریزرخساره دیده میشود. این ریزرخساره با RMF20 فلوگل، قابلمقایسه است.
وکستون تا پکستون حاوی جلبک سبز و روزنداران بنتیک (MF13)
اجرای این ریزرخساره را جلبک سبز، خردههای رودیست، روزنداران بنتیک، خردههای خارپوست و روتالیا تشکیل داده است (شکل4-B ). این ریزرخساره در بخش میانی سازند ایلام دیده میشود که بهعنوان مخزن اصلی سازند ایلام است. تخلخلهای قالبی در جلبکهای سبز دارای جنس آراگونیتی، در این ریزرخسار به فراوانی دیده میشود. وجود فراوان جلبک سبز و روزنداران بنتیک، شاخصی برای تهنشست در محیط رمپ داخلی و آبهای کمعمق است. این ریزرخساره در لاگون و شرایط انرژی متوسط، تهنشین شده است. این ریزرخساره معادل RMF20 فلوگل است.
پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک (MF14)
روزنداران بنتیک، پلوئید و پلتها همراه با تخلخل بین دانهای، آلوکمهای این ریزرخساره را تشکیل دادهاند. روزنداران بنتیک، نشاندهندۀ تهنشست آن در محیط کمعمق و دانۀ پشتیبان بودن و سیمانیشدن بین دانهها، نشاندهندۀ شرایط انرژی نسبتاً بالا در زمان تهنشست است. این شرایط انرژی نسبتاً بالا میتواند در اثر جریانهای جزرومدی ایجاد شده باشد (شکل4-C). این ریزرخساره معادل RMF20 فلوگل است.
انکوئید همراه با سیمان انیدریتی (MF15)
این ریزرخساره تنها در چاه C دیده میشود که در آن انکوئیدها و روزنداران بنتیک همراه با سیمان انیدریتی و گاهی با دولومیت دیده میشود (4- D و E). باتوجهبه اجزای تشکیلدهندۀ این ریزرخساره، میتوان دریافت که در پهنۀ جزرومدی تهنشت مییابد و کمعمقترین محیط رسوبی را نسبتبه سایر ریزرخسارهها دارد. این ریزرخساره معادل RMF17 فلوگل (Oncoid packstone/floatstone) است.
پتروفاسیس انیدریتی
پتروفاسیس انیدریتی در بخش میانی سازند ایلام، در جنوب شرق محدودۀ موردمطالعه (چاه C) و در مرز پایینی سکانس میانی دیده میشود. این پتروفاسیس فاقد فسیل است و بافت فیبری شعاعی دارد که بهصورت کرهای یا نیمکرهای (بادبزنی شکل) است. این بافت در رخسارههای روزنهای جزرومدی و بهندرت در رخسارههای لاگونی دیده میشود (Aleali et al. 2013) (شکل 4-F ) در اثر تبدیل ژیبس به انیدریت در ندولها به وجود میآید (Steinoff and Strohmenger 1999). پتروفاسیس انیدریتی بهصورت میانلایهای با ریزرخسارۀ شماره 15 دیده میشود.
مدل رسوبی
ریزرخسارههای شناساییشده، روند تغییرات تدریجی آنها از بخشهای عمیق تا کمعمق، فقدان رسوبات ریزشی و لغزشی و فقدان ریفها نشاندهندۀ تهنشست سازند ایلام در یک محیط رمپ کربناته با شیب کم است. نوع ریزرخسارهها و تغییرات جانبی آنها با استفاده از مدل رسوبی رمپ کربناته Burchette و Wright در سال 1992، برای میدان موردمطالعه بازسازی شد (شکل 5). رسوبگذاری سازند ایلام در سه کمربند رخسارهای رمپ داخلی (جزرومدی، لاگون و پشتههای زیر آبی)، رمپ میانی و رمپ بیرونی صورت گرفته است.
F |
C |
D |
B |
A |
E |
شکل 4- (A) شکمپا در ریزرخسارۀ شمارۀ 12 (MF12)، (B) وکستون حاوی جلبک سبز و روزنداران بنتیک (MF13)، (C) پکستون تا گرینستون حاوی روزنداران بنتیک و پلوئید (MF14)، (D) انکوئیدهای موجود در ریزرخسارۀ شمارۀ 15 (MF15)، (E) پ سیمان انیدریتی موجود در ریزرخسارۀ شمارۀ (MF15)، و (F) پتروفاسیس انیدریتی.
Fig 4- (A) Gastropod in microfacies No.12, (B) Wackstone with green algae and bentic foraminifera (MF13), (C) Packstone to grainstone with bentic foraminifera and peloid (MF14), (D) Oncoids in microfacies No.15 (MF15), (E) Anhydrite cement in microfacie 15 (MF15) and (F) Anhydrite petrofacies.
چینهنگاری سکانسی
بهمنظور ارائۀ چارچوب چینهنگاری سکانسی، مرزهای سکانسی و سطوح حداکثر غرقابی، براساس الگوی تغییرات رخسارهای و نیز سطوح ناپیوستگی تعین شدند (Hunt and Tucker 1992; Catuneanu 2006). در مطالعۀ حاضر از مدل چینهنگاری سکانسی رسوبی IV (Catuneanu 2006)، برای بررسی سکانسها استفاده شد. درنهایت سکانسهای رسوبی، شناسایی شد و با استفاده از نمودارهای پتروفیزیکی در چاههای بررسیشده، انطباق داده شد. در میدان موردمطالعه، دو سکانس کامل ردۀ سوم، شامل هر دو بخش دستۀ رخسارۀ پیشرونده (Transgressive System Tract, TST) و دستۀ رخساره تراز بالا (High Stand System tract, HST) و یک سکانس ردۀ سوم ناقص، شامل یک دسته رخسارۀ پیشرونده شناسایی شد (شکل6).
شکل 5- توزیع جانبی ریزرخسارهای سازند ایلام در چاههای موردمطالعه با استفاده از مدل رمپ کربناته بورچت و رایت (Burchette & Wright 1992).
Fig 5- Lateral distribution of microfacies in Ilam Formation for the studied wells using Burchet and Wright carbonate ramp model (Adapted from Burchette & Wright 1992).
سکانس قاعدهای:
مرز پایینی این سکانس، بیشترین میزان گاما و در نتیجه، بیشترین میزان کانیهای رسی را دارد. باتوجهبه نبود آثار ناپیوستگی در مغزههای چاه C، این مرز را میتوان از نوع دوم در نظر گرفت. دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ این سکانس، در چاه شماره A و B شامل مادستونهایی با محتوی فسیلی بسیار کم است و در آنها میتوان روتالیا، الیگوستژین و بهندرت هتروهلیکس و روزنداران بنتیک را مشاهده کرد. در چاهC، دستۀ رخسارۀ پیشرونده حاوی شکمپایان و خردههای رودیست است که نشاندهندۀ محیط کمعمقتر رسوبات چاه C نسبتبه چاههای A و B است. عمق سطح حداکثر سیلابی این سکانس را میتوان همزمان با افزایش فراوانی روتالیا و الیگوستژین در چاههای A و B و همچنین آغاز افزایش نمودار نوترون و تخلخل، کاهش محتوی گل و دورشدن از محیط کم انرژی در چاههای A، B و C در نظر گرفت. دستۀ رخسارۀ تراز بالا، اغلب حاوی وکستونهای دارای جلبکهای سبز، رودیست و روزداران بنتیک است. اغلب محیط رسوبی دستۀ رخسارۀ تراز بالا در هر سه چاه، رمپ داخلی است؛ با این تفاوت که، روزداران بنتیک و جلبکهای سبز در چاه Cدارای فراوانی بیشتری از چاههای A و B است. این دسته حاوی حفرههای انحلالی و تخلخلهای قالبی، بهویژه در جلبکهای سبز با جنس آراگونیت است که بهندرت توسط کربناتها پر شده است. پرنشدن این حفرات، میتواند نشاندهندۀ بهوجودآمدن آنها در مراحل تدفینی باشد (شکل 6 و شکل 7- A و B). استیولیتها و شکستگیها، مهمترین عامل انتقال سیالهای خورنده و افزایش تراوایی در بخش میانی سازند ایلام، با ماتریکس گل پشتیبان است (شکل 7- C تا F). بهجز فرایندهای دیاژنتیکی ثانویۀ ذکرشده، باتوجهبه اینکه، اغلب رسوبات این سکانس بهصورت گل پشتیبان است، سایر فرایندهای دیازنتیکی اثر چندانی بر کیفیت مخزنی ندارد.
WELL # A |
WELL # B |
WELL # C |
شکل7- (A) تخلخلهای حفرهای، (B) تخلخلهای قالبی، (C) شکستگیهای ایجادشده در محل استیولیتها ، (D) و (E) استیولیتها بهعنوان معبر سیالهای خورنده بههمراه دولومیتیشدن در اطراف آنها و (F) شکستگیها.
Fig 7- (A) Vug porosities, (B) Moldic porosities, (C) Created fractures at stylolites, (D) and (E) stylolites as a passageway for corrosive fluids with dolomitization around them and (F) Fractures.
مرز بالایی سکانس در بخش میانی سازند ایلام قرار دارد که باوجود پتروفاسیس انیدریت در چاه C و تغییرات رخسارهای در چاه A و B قابلشناسایی است. این مرز سکانسی بهدلیل نبود آثار ناپیوستگی نوع دوم در نظر گرفته شد.
سکانس میانی
دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ این سکانس، شامل وکستونهایی است که در چاه A اغلب حاوی جلبک سبز، خردههای بزرگ خارپوست، روتالیا و الیگوستژین؛ در چاه B اغلب حاوی خردههای رودیست و روزداران بنتیک با پوستۀ هیالین و در چاه C اغلب جلبک سبز، خردههای رودیست و روزنداران بنتیک است؛ بنابراین براساس مطالعۀ انجامشده، محیط رسوبی دستۀ رخسارۀ پیشرونده در چاههای A و B رمپ میانی و در چاه C رمپ داخلی است که نسبتبه چاههای A و B کمعمقتر است. سطح حداکثر سیلابی این سکانس را میتوان در عمقی در نظر گرفت که فراوانی الیگوستژین افزایش مییابد و بیشترین میزان گاما و نوترون را در این دسته دارد. دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ این سکانس، بهدلیل وجود تخلخلهای قالبی در جلبکهای سبز، تخلخلهای حفرهای، شکستگیها و استیلولیتها، توانسته است با وجود گل پشتیبان بودن، شرایط مخزنی را ایجاد کند. سایر فرایندهای دیاژنتیکی، اثر چندانی بر کیفیت مخزنی این دستۀ رخساره نداشته است. محیط رسوبی غالب دستۀ رخسارۀ تراز بالا، رمپ داخلی است و اغلب شامل وکستونهای حاوی روزنداران بنتیک، جلبک سبز، دوکفهای و خارپوست است که شرایط مخزنی مناسبی ندارد و دلیل آن، گل پشتیبان بودن این دستۀ رخساره است. مرز بالایی سکانس در شیلهای حاوی شکمپا، تکستولاریا و استراکود همراه با آثار حفاری موجودات زنده، فسفات و گلوکونیت در نظر گرفته شده است. این مرز، با شیلهای قرمزرنگی منطبق است که در میادین دشت آبادان قابلپیگیری است. بهعلت نبود شواهد فرسایش و خروج از آب مرز سکانس، نوع دوم تعیین شد.
سکانس بالایی
دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس بالایی، حاوی اائید پلوئید گرینستونهای پشتههای زیرآبی است که با پیشروی آب دریا به روزنداران پلانکتونیک همراه با گلوکونیت و پیریت تبدیل میشود. سطح حداکثر سیلابی آن بر مرز سازند ایلام با گورپی و حضور گلوکونیتها و روزنداران پلانکتونیک مشخص میشود. دستۀ رخسارۀ تراز بالا و مرز بالایی سکانس در سازند گورپی وجود دارد که در محدودۀ مطالعۀ این تحقیق قرار ندارد. در نزدیکی مرز پایینی سکانس، بهدلیل کمعمقشدن ریزرخسارهها، وجودنداشتن گل و وجود تخلخلهای اولیۀ بین دانهای در اائیدها و پلوئیدها، شرایط مخزنی مهیا شده؛ اما اغلب اوقات، با سیمان (اغلب بهصورت همبعد) از بین رفته است (شکل 2- B). سایر انواع سیمانها و فرایندهای دیاژنتیکی اثر چندانی بر کیفیت مخزنی این دستۀ رخساره نداشته است.
بحث
براساس این پژوهش، سازند ایلام در یک رمپ کربناته در سه کمربند رخسارهای رمپ داخلی (جزرومدی، لاگون و پشتههای زیر آبی)، رمپ میانی و رمپ بیرونی تهنشست مییابد که با مطالعات پیشین، سازند ایلام در فروافتادگی دزفول شمالی همخوانی دارد. محیط رسوبگذاری سازند ایلام در میدان موردمطالعه، برای سکانس پایینی و قسمت اعظم دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس میانی متفاوت است و هتروژنتیتی دارد. سکانس پایینی و غالب دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس میانی چاه C، محیط رسوبگذاری کمعمقتری از چاههای A و B دارد که میتواند نماینگر بالابودن کف حوضه در محدودۀ این چاه و جنوب شرق میدان باشد. بهدلیل افزایش عمق آب و پیشروی آب دریا در زمان تهنشست، دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس میانی، بهتدریج شرایط رسوبی یکنواختتری برای رسوبات جوانتر ایجاد کرده است. با شروع فرورانش پوستۀ اقیانوسی نئوتیتیس به زیر ورقۀ ایران مرکزی و عمان در زمان کرتاسۀ میانی، حاشیۀ غیرفعال و پایدار نئوتیتیس به حاشیهای فعال تبدیل شده و شروع به فاز کوهزاد آلپین کرده است. در این زمان در اثر فعالیت مجدد گسلهای پیسنگی و حرکات نمک هرمز، چندین بلندی قدیمی در نقاط مختلف جنوب غرب ایران و فروافتادگی دزفول شکل گرفته است. در کرتاسۀ پسین، بلندیهای قدیمی در بخشهای مختلف خوزستان گسترش داشته و حضور آنها سبب تنوع و تغییرات شدید رخسارهای و حتی تغییرات ستبرای سازندهای سروک و ایلام شده است (Asadi Mehmandosti et al. 2017; Abdollahie Fard et al. 2006). وجود این بلندیهای قدیمی، باعث هتروژنیتی و نوسانات رخسارهای در کربناتهای همسن شده است. بلندیهای قدیمی در جنوب غرب ایران در چندین میدان، شامل گچساران، رگ سفید و آب تیمور شناخته شده است (Nazar Aghaei 1986; Afsharzadeh 1999; Van Buchem et al. 2001; Mehrabi 2013). رخسارههای سازند ایلام در جنوب شرق میدان و در نزدیکی میدان آب تیمور کمعمقتر شد که میتواند نشاندهندۀ ناهمواری در کف حوضه، در زمان تهنشست سازند ایلام و قرارگیری جنوب شرق میدان بر بلندای قدیمی باشد. احتمالاً مقادیر کمتر نمودار تخلخل و نوترون در چاه A در شمال غرب میدان، نسبتبه جنوب شرق میدان در چاهC در اثر دوری از این بلندی قدیمی باشد.
با بررسی مقاطع میتوان دریافت که در نزدیکی مرز پایینی سکانس میانی، بهدلیل کمعمقشدن محیط و افزایش فراوانی جلیکهای سبز با پوستۀ آراگونیتی و روزنداران بنتیک، رسوبات بهراحتی تحت تاثیر سیالات خوردندۀ عبوری از استیولیتها و شکستگیها قرار گرفته و تخلخلهای قالبی، بهویژه در جلبکهای سبز و تخلخلهای حفرهای در زمینه را تشکیل داده است. از سویی دیگر با نزدیکشدن به مرز بالایی سکانس میانی، اائیدگرینستونهای پشتههای زیر آبی تهنشست یافته است که با افزایش انرژی محیط و کاهش میزان گل، شرایط برای تشکیل تخلخلهای بین دانهای مهیا شده است. اغلب اوقات، این تخلخلهای بین دانهای با سیمان از بین رفته است. بخش قاعدهای سازند ایلام، درواقع دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس قاعدهای است که اغلب از مادستون و وکستونهای گل پشتیبان تشکیل شده است. این بخش کیفیت مخزنی مناسبی ندارد، پایینبودن نمودار تخلخل مؤثر (PHIE) و تخلخل نوترون گواه بر این موضوع است.
در مطالعات گذشته، تولید بخش میانی سازند ایلام را از رخسارۀ الیگوستژینا و از رخسارههای معمول رمپ خارجی و میانی معرفی کردهاند (Khodaei 2021). درحالیکه این پژوهش نشان میدهد، در میدان موردمطالعه، مخزن سازند ایلام در بخش میانی رخسارهای عمیق نداشته و اغلب متعلق به رمپ داخلی است. بهطوریکه در بخش میانی سازند ایلام، اغلب جلبکهای سبز در هر سه چاه و آنکوییدها و پتروفاسیس انیدریتی در چاه C مشاهده میشود که نشان از کمعمقبودن محیط تهنشست آن است. اعتقاد بر عمیقبودن رخسارۀ سازند ایلام در بخش میانی، همواره این پرسش را بهدنبال داشته که چگونه یک سازند گل پشتیبان عمیق، باعث تولید هزاران بشکه نفت شده است. این مطالعه نشان داد مخزن سازند ایلام در میدان سوسنگرد، رخسارۀ عمیق ندارد و گسترش رگچههای انحلالی و شکستگیها و بهدنبال آن ایجاد تخلخلهای حفرهای و قالبی، بهویژه در جلبکهای سبز، باعث بهوجودآمدن شرایط مخزنی شده است.
نتایج
ریزرخسارههای شناساییشده، روند تغییرات تدریجی آنها از بخشهای عمیق تا کمعمق، فقدان رسوبات ریزشی و لغزشی و فقدان ریفها، نشاندهندۀ تهنشست سازند ایلام در یک محیط رمپ کربناته با شیب کم است. در میدان موردمطالعه، دو سکانس کامل و یک سکانس ناقص رسوبی ردۀ سوم شناسایی شد. شرایط مخزنی در بخش میانی سازند ایلام، در نزدیکی مرز سکانس بهبود مییابد که دلیل آن، افزایش فراوانی جلبکهای سبز و روزداران بنتیک و بهدنبال آن افزایش انحلال قالبی، بهویژه در جلبکهای سبز، بهدلیل ورود سیالهای خورنده در مراحل تدفین رسوبات توسط استیولیتها و شکستگیهاست؛ درحالیکه در بخش بالایی سازند ایلام، وجود تخلخلهای بین دانهای در اائیدها و پلوپیدها، عامل اصلی افزایش کیفیت مخزنی و سیمانیشدن آنها عامل کاهش کیفیت مخزنی است. مادستونهای بخش پایینی سازند ایلام بهدلیل بالابودن محتوی گل در آن، کیفیت مخزنی مناسبی ندارد. این پژوهش نشان میدهد سازند ایلام در منطقۀ موردمطالعه، هتروژنتیتی دارد؛ بهطوریکه جنوب شرق میدان در زمان تهنشست سکانسهای قاعدهای و غالب دستۀ رخسارۀ پیشروندۀ سکانس میانی، محیط رسوبی کمعمقتری نسبتبه شمال غرب میدان دارد. به نظر میرسد کف حوضه در زمان تهنشت سازند ایلام در منطقه، ناهمواری داشته و جنوب شرق میدان بر بلندای قدیمی قرار گرفته است. احتمالاً مقادیر کمتر نمودار تخلخل مؤثر و نوترون در شمال غرب میدان، نسبتبه جنوب شرق میدان در اثر دوری از این بلندی قدیمی باشد؛ بنابراین، برای توسعۀ میدان سوسنگرد و پیجوییهای آتی، جنوب شرق میدان پیشنهاد میشود.